第58屆--民國107年

我們實驗得知影響光傳輸聲音因素有：發射端的音源與接收端太陽能板的接法、發射端感應線圈的圈數、中間使用的介質、發射端的光源、太陽能板的選擇，均會影響聲音傳輸的效益。 經實驗發現要有效光傳輸聲音條件: 1. 發射端的音源要使用串聯，且正極要接接地，電感要接左右聲道，接收端太陽能板正極與接地相接，負極與左右聲道。 2. 發射端感應線圈建議使用圈數10圈且口徑為3cm。 3. 當發射端與接收端越接近且中心線左右徧移10度皆有良好效果。 4. 白光屬於短波的光源效果比長波的效果好。 5. 接收端太陽能板建議使用3V單晶矽效果最佳。 以上發現應用於學校國學情境區導覽時，學生可以由簡易的設備聽到介紹與說明。

金是一種自然界的貴重金屬，是具有極安定、高生物相容性且具抗氧化特性的物質。當金的尺寸縮小到奈米等級時，其顏色與物化性質將有很大的改變，約20nm左右的金奈米粒子在溶液中呈現紅色，其熔點降低，並具有很強的催化力。另外，當金奈米粒子的粒徑小於3nm時在溶液中則呈現混濁白色，在紫外燈下會發出螢光色澤。 本研究中金奈米粒子之合成採用四氯金酸(HAuCl4)與硼氫化鈉(NaBH4)合成金奈米粒子，研究中將探討合成反應中之還原試劑種類及比例、溫度條件等變因，對合成金奈米粒子之粒徑、光學特性及安定性等基本性質的影響。更希望本研究能運用簡易合成法使金奈米粒子合成步驟簡化，並符合綠色化學及友善環境之核心理念。

布袋戲偶在傳入台灣後，因不同的時空背景與科技的演進，間接影響其視覺效果的呈現，當操偶師的手指呈現”1”、”4”、”5”、”7”這四個數字時，就可操作戲偶的頭部與四肢軀幹，加了「通」之後，戲偶手中的道具，例如：扇子、兵器、菸斗、甚至是梳頭髮…等較細膩的動作，可表演的更維妙維肖。跳躍是操偶師以快速向上推舉，並急停此一動作就可完成，其實這是物理原理中靜者恆靜動者恆動的慣性表現；戲偶的頭腳配重要接近1:1，如此在空中翻轉穩定性高，操偶師失手的機會才會小；轉棍要易於操作與其重量、長度、直徑大小有關，跑步的快慢與操偶師的小手臂上下來回擺動有關，擺動越快，戲偶雙腿擺動也越快。

經過本研究發現分子量大的PVA流動性小，較為黏稠，市售膠水應該是使用較高分子量的PVA。設計測量方式來記錄交聯作用後的流動性、回縮性、沾黏性和出水性。發現PVA醇解度較高做出的史萊姆流動性較小，回縮性也較小，PVA分子量越大時，產生的史萊姆流動性越小，回縮性越大，越不沾黏。水分越多時，流動性越大，回縮性越小，出水性越大，沾黏性越大。硼砂量越多時，流動性較小，回縮性較大，出水性較小，沾黏性較小。與市售史萊姆性質最接近的成分為水重是PVA重的22-24倍，硼砂重為PVA重的0.08～0.11倍。硼酸根需在中性到鹼性的環境下，才能與PVA溶液產生交聯作用，且在已有交聯作用的史萊姆中加入酸性溶液會讓交聯作用破壞，而變回液體。

英國《每日郵報》報導「窮人冷氣」引發我們的研究興趣。 我們查閱相關研究與專利，發現空氣降溫設施，都是利用「理想氣體方程式」或「液態水蒸發吸熱」的原理。 經過長時間的實驗、驗證，獲得了以下結論： 1.窮人冷氣機要「風從室外加壓吹入室內」才會有降溫效果。 2.以「金屬片代替寶特瓶」可以增加降溫效率。 3.「水蒸發吸熱」達到降溫的裝置，以「霧面鋁片、間距0.6公分」的效果最佳。 4.「窮人冷氣進化性能版」在越高溫的降溫效率越好、耗電量約一般冷氣的1/5，且「降溫空氣是乾燥的」，可以避免因為空氣潮濕而導致家具發霉。 「窮人冷氣進化性能版」的製作比冷氣機簡單、便宜，還能減少電費與溫室氣體排放，為地球環保盡一份心力！

探討風靡一時的指尖陀螺後，我們得知轉得久的指尖陀螺需要：1.清洗軸承來減少磨擦力。2.重心平均可以轉得較穩較久。3.施力愈大可以轉得愈久，但或許有極限值。4.指尖陀螺的材質要剛好可以嵌住軸承。5.螺帽距圓心愈遠，轉動愈久。

蝦缸中除了養蝦子外，也時常可看到其他小生物。水族缸中的小生物以白線蟲、扁螺、小渦蟲和三角渦蟲最為常見。我們想知道這些小生物對蝦子的影響，因此將牠們和蝦飼養在一起，其中以三角渦蟲組中蝦子死的數量最多，且存活的蝦子皆有活動力下降的現象，甚至發現三角渦蟲會攻擊活的蝦子導致其傷亡。所以我們將三角渦蟲進行觀察，發現牠們可存活的溫度範圍較蝦子廣，且喜好黑暗環境。此外也發現三角渦蟲的三樣特殊行為：攝食行為、群聚行為及再生行為。針對以上我們探討如何防治三角渦蟲，發現使用藥劑和溫度改變法、手動清除法皆無法當作有效的方法，因此我們自行設計捕捉器，發現使用雞心作為誘餌最適宜，但投入捕捉時間不宜太長，以免汙染水質。

導電墨水是很有趣的科學材料，市面上有兩款導電墨水產品，但是價格都不便宜，所以我們嘗試找尋便宜又有不錯導電能力的材料來自製導電墨水。我們參考相關文獻及資料，建立導電能力的檢測方法及墨水製作流程，並測量市售導電墨水及材料的導電能力，將研究內容以導電材質、黏著劑與添加物三個變因來探討。研究發現：要製作高導電能力的導電墨水的條件為：碳粉純度要夠、顆粒越細越好，使用的黏著劑黏稠度要適中，可添加適當及適量的可導電物質。我們研究的最佳配方為：細顆粒備長炭碳粉和膠水以1.25:1的比例混合，再添加15%的鐵粉，所配製的墨水連接LED可發出220LUX照度的光線，為市售導電墨水的65%，費用僅需九十六分之一，值得推廣並應用於教學上。

本作品首先以市面上多種橡皮筋做為子彈的適用與耐用度做測試實驗以及研究如何利用冰棒棍及橡皮筋相結合成滾輪機關槍並利用棉線拉動滾輪以產生連發現象；再者希望將手動式滾輪機關槍透過電動馬達及晶片結合以達成遠端遙控自動連發。除此之外，排除大量擊發橡皮筋及減少卡彈的核心問題後，將研究如何製做快速裝彈輔助器來解決裝彈時在時間耗費的效率。在此，以上所敘述隻藍芽遠端遙控自動發射器以及快速裝彈輔助器為本作品研究的主要目標。

水蒸氣冷卻凝結是常識，乾冰吸熱讓液態水冷卻也是常識，因此，順理成章的推測乾冰生成煙霧的原因是冷卻空氣中的水蒸氣，原是非常合理的推論。但是，將乾冰放在空氣中，僅會產生少量的煙霧，而在液態水中卻產生大量煙霧，故推測乾冰放入水中時，大部分煙霧的生成應來自液態水而非空氣。問題是乾冰放入水中後，使水溫下降時，為何能使液態水汽化為水蒸氣，水蒸氣又是如何凝結成小水滴的呢? 同時，若將水換成其他溶劑時，是否能能生成煙霧，煙霧效果差異為何呢?在不同溫度，不同溶劑量，或在水中加入不同溶質時，又會如何? 因此我們設計了一系列的實驗，探討各種不同的變因，企圖由實驗結果建立正確的理論，並依理論設計出可運行冷霧機的模型。